Seitenkanal des Monats: Timing Quantum Services

HiSolutions Research

Die Vorzüge des Quantencomputings sind weithin bekannt, im Vergleich zu klassischen Rechenmethoden werden erhebliche Leistungssteigerungen versprochen. Bei der Weiterentwicklung liegt deswegen der Fokus häufig genau auf dieser Leistungsfähigkeit. Bisher wurden die Sicherheitsaspekte der Quantencomputing-Plattformen weitgehend vernachlässigt. Angesichts des Aufkommens cloudbasierter Services wird es nun entscheidend, die klassischen Bedrohungsszenarien auf den Bereich des Quantencomputings zu erweitern. Dies führt uns zu unserem Seitenkanal des Monats.

In der verlinkten Studie wurden zeitbasierte Seitenkanal-Angriffe innerhalb des cloudbasierten Quantendienstes von IBM untersucht. Der vorgeschlagene Angriff untergräbt durch Beobachtung des Zeitaufwands für Quantenschaltungen die Vertraulichkeit des ausgeführten Quantenalgorithmus. Die Ergebnisse zeigen, dass es bereits mit nur zehn Messungen möglich ist, den zugrundeliegenden Quantencomputer zu identifizieren, der die Schaltung ausgeführt hat. Darüber hinaus wird bei der Verwendung des weitverbreiteten Grover-Algorithmus die Fähigkeit aufgezeigt, das Quantenorakel mit lediglich 500 Messungen preiszugeben. Die Reconnaissance der angewandten Maschinen ist mit verhältnismäßig einfachem Aufwand möglich.

Die Forscher beenden ihre Veröffentlichung mit einem Aufruf, zeitbasierte Sicherheitslücken in Quantencomputing-Plattformen anzugehen, und liefern Vorschläge für Gegenmaßnahmen zu ihren getesteten Angriffen gleich mit. Obwohl ein flächendeckender Zugang zur Technologie noch in der Zukunft liegt, erachten wir es als äußerst sinnvoll, sich bereits jetzt umfassend mit allen verbundenen Risiken auseinanderzusetzen.

Wer sich genauer in das Paper einlesen möchte, klickt auf den nachfolgenden Link der Cornell-Universität:

https://arxiv.org/abs/2401.01521